KR20110121517A - 건식도장을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속, 비철금속, 플라스틱 소재에 고체에서 액체를 거치지 않고 기화하는 기화형 염료를 이용한 건식 도장을 위한 장비로 기존의 액체 상태의 도료 및 잉크를 이용하는 습식 도장 설비에 비해 간단한 구조를 가지고, 기존의 도료 및 잉크를 이용하는 습식 도장 방법에 의한 도장에서와 같이 인체 및 환경에 유해한 물질이 방출되지 않고, 소재에 요구되는 다양한 색상을 구현할 수 있는 친 환경적인 건식 도장 장비를 제시하고자 한다.

Description

건식도장을 위한 장치{APPARATUS FOR PAINTING}

본 발명은 금속, 비철금속, 플라스틱 소재에 고체에서 액체를 거치지 않고 기화하는 기화형 염료를 이용한 건식 도장을 위한 장비에 관한 것이다.

본 발명은 금속, 비철금속, 플라스틱 소재에 색상을 부여하는 도장 장치에 관한 것으로서 기존의 도료 및 잉크를 이용하는 습식 도장방법에 의한 도장에서와 같이 인체 및 환경에 유해한 물질이 방출되지 않고 소재에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있는 친환경적인 건식도장장치에 관한 것이다.

종래에 금속, 비철금속, 플라스틱 등에 내구성 및 색상부여를 하기 위해서 습식 도장, 도금, 진공 증착 등의 방법이 사용되어 왔으며 그 중에서도 습식도장 방법이 일반적으로 사용되어 왔다. 도1은 종래의 습식도장 흐름을 도시한다. 종래의 습식 도장 흐름은 도시된 화살표 방향으로 진행되며 스프레이 또는 침지 등의 방법으로 모재위에 프라이머를 습식 도장 하고 색상 스프레이 또는 침지의 방법으로 색상도료를 이용하여 색상 도장으로 색상 도장층을 진행하고 필요에 의해 상도 보호 도장층을 형성한다. 이때 각 도장 후 건조 및 경화를 위해 열경화 또는 UV 경화 공정이 추가 되고, 경화 방식에 따라 사용되는 도료는 우레탄, 아크릴, 에폭시 등의 계열로 스프레이 또는 침지의 도장 공정을 위해 인체 및 환경에 유해한 신나, 벤젠, 톨루엔 등이 포함되어 있는 각종 용제에 희석된 도료를 사용하고 있기 때문에 도장 공정 중 또는 건조, 경화 공정 중에서 인체 및 환경에 유해한 물질이 많이 방출되고 있다

또한 기존의 습식 도장을 위한 설비는 도1에 도시된 바와 같이 용제에 희석된 도료 또는 용액을 분산해주는 믹싱설비(10), 도료를 도포하기 위한 스프레이 설비(11) 및 침지 설비, 건조를 위한 열풍건조 설비(12), 경화를 위한 UV 램프 또는 고온의 열경화 설비(13) 이외에 수질 오염을 막는 수처리 시설(14), 대기 환경오염 방지를 위한 집진시설(15), 등의 다양한 설비가 필요하다. 따라서 여러가지 대상물에 색상도장을 위해서는 색상 구현을 위해 도포하는 설비만 필요한 것이 아니라 대기환경및 수질오염을 막기위한 여러 설비가 필요하여 많은 설비 비용 및 넓은 공간이 필요하게 된다.

기존의 습식 도장 공정을 위해서는 믹싱설비, 스프레이 설비 및 침지 설비, 건조를 위한 열풍건조 설비, UV 램프 또는 고온의 열경화 설비, 수처리 시설, 집진시설, 등의 다양한 설비가 필요하다. 따라서 도장 공정을 위해서는 많은 설비의 투자와 넓은 공간이 필요하고, 습식 도장 공정 중 인체 및 환경적으로 유해한 물질이 방출 되어 기존의 습식 도장 설비보다 간단하고, 친환경적인 도장 설비의 필요성이 제기되고 있는데 본 발명에서는 이러한 필요성에 대응하여 기존의 습식 도장 설비에서 구현 하고 있는 색상 도장을 기존 습식 도장 설비보다 간단하고, 인체 및 환경에 유해한 물질이 방출 되지 않는 친 환경적 건식 도장 장비를 제시하고자 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 건식도장을 위한 장치를 제공하는데 상기 장치는, 도2에 도시된 바와 같이 속이 빈 형상으로 밀폐가 가능한 챔버(20)와;상기 챔버의 내부에서 회전하며 열을 발산하는 원판형의 히터부(23)와;상기 히터부의 중심으로부터 상기 챔버의 길이방향으로 연장되는 히터봉(23)과;상기 히터봉의 외주에 장착되어 히터봉으로부터 전달되는 열에 의하여 염료를 기화시키는 염료장착부(21)와;상기 챔버의 내부 염료 장착부를 중심으로 일정한 간격으로 설치되어 피처리물을 고정하는 제품장착부(22);를 포함할 수 있다.

건식도장이 끝난후 챔버내에 남아 있는 기화된 염료를 배출하기 위하여 챔버의 하단에 장착되는 배기부(25)를 더 포함할 수 있다.

상기 염료는 섭씨 100도내지 300도로 가열되며 상기 피처리물은 섭씨 100도내지 250도로 가열되는 것일 수 있다.

본 발명은 기존의 많은 설비로 구성되는 습식 도장 설비에 비해 간단한 구조를 가지는 건식 도장 장비로 한대의 장비로 도장이 진행되어 다양한 색상을 구현하는데 도장의 시간 단축과 생산된 제품의 가격을 낮출 수 있으며, 챔버 내부에서 공정이 이루어 지기 때문에 청결한 공정 환경이 이루어지며, 인체 및 환경에 유해한 물질이 방출 되지 않는 친환경 공정을 이룰 수 있는 건식 도장 장비이다.

도1은 종래의 습식 스프레이 도장 설비의 블럭도
도2는 본 발명에 따르는 건식 도장 장비의 일실시예를 도시하는 도면
도3은 본 발명에 따라는 건식 도장 공정을 도시하는 순서도

본 발명에서의 건식 도장 장비는 고체의 기화되는 염료를 열에 의해 기화하여 대상물에 도장을 한다. 도2는 본 발명에 따른 건식도장 장비의 구성을 나타낸 것으로서 도시된 것과 같이 원통형의 챔버의 안쪽에는 원판형상의 히터부(23)가 형성되어 있으며 히터부는 아래쪽에 형성된 회전부(26)에 의하여 챔버안쪽에서 회전을 하게 된다.

또한, 히터부(23)의 중심부에는 길단란 원통형상의 염료장착부(21)가 형성되어 있으며 히터부(23)가 회전할때 같이 회전하면서 염료장착부 내부에 있는 염료가 기화되도록 한다. 또한, 염료가 기화되기 위해서 히터부(23)의 중심부로부터 원통형상의 염료장착부의 중심을 관통하도록 히터부로부터 연장하여 염료장착부 내부의 염료들이 가열될 수 있도록 한다.

또한, 챔버의 내부에는 제품장착부(22)가 형성되어 건식도장하려는 제품을 거치할 수 있도록 한다. 제품장착부는 도시한 바와 같이 히터부(23)의 위쪽으로 거치가 가능한 다수개의 봉모양의 거치수단을 세우고 여기에 제품을 장착할 수있다. 제품장착부에 건식도장하려는 제품을 장착하기 위한 수단은 이외에도 여러 가지가 사용될 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략한다. 다만 히터부의 회전에 따라 제품장착부도 회전함으로써 고른 도장이 되도록 한다.

이와 같은 구성에 의하여 히터부(23)를 작동시키게 되면 염료장착부(21) 내부의 염료는 섭씨 100도내지 300도의 온도로 가열이 되면서 기화하게 되며 염료가 골고루 퍼지도록 하기 위하여 가열이 되게 하면서 히터부와 염료장착부를 회전을 시키게 된다.

제품장착부에 장착하게 되는 제품의 표면에는 미리 전처리층을 형성하게 되는데 에폭시, 우레탄, 폴리에스테르계열의 고분자 물질을 이용하여 제품의 표면에 전처리층을 형성한다. 상기 전처리층은 약 100도 내지 250도가 되면 전처리층을 이루고 있는 고분자 물질의 결합력이 약해지면서 작은 공극이 생기게 된다. 이러한 공극은 고분자 물질이 해체되는 것이 아니라 아주 조금 결합력이 약해져 생기는 것으로 일반적으로 재료의 유리전이온도 이상의 온도가 필요하며 폴리에스테를 전처리 층은 약 160도내지 210도 정도의 온도에서 적당한 공극이 형성된다.

전처리층의 두께는 구현하려는 색상에 따라 달라지게 되며 통상 5내지 30마이크로 미터 정도로 형성한다. 이보다 적은 경우 공극을 형성하기가 어려우며 이보다 두꺼운 경우 색깔을 입혀도 전처리층의 두께 때문에 색깔이 탁하게 보일 수 있기 때문에 너무 두껍지 않게 형성한다. 또한 전처리층은 투명한 색으로 형성되도록 하여 염료를 침투시켰을때 염료의 색이 그대로 나올 수 있도록 한다.

그러나 온도에 따라서는 전처리층이 없더라도 공극이 형성되는 물질이 있기 때문에 작업대상이 어떤 물질이냐에 따라 전처리층을 형성한다.

히터부의 작동에 의하여 제품장착부의 표면이 약 100도내지 250도로 가열되면서 전처리층에 공극이 형성되면 염료장착부(23)내부의 염료가 기화되면서 챔버내부로 퍼지게 되면서 전처리층에 형성된 공극으로 수용이 된다.

이러한 방법으로 기화된 염료를 전처리층의 공극에 침투시켜 원하는 정도로 색상이 입혀지게 되면 히터부의 온도를 낮추어 상온으로 제품을 냉각시키고 배출구(25)로 기화된 염료를 빼내게 된다. 이 경우 상온으로 냉각시키기 때문에 제품의 표면에 생겼던 공극이 닫히면서 제품의 표면이 원하는 색으로 도장된다.

도3은 본 발명에 따른 도장의 순서를 도시한다. 먼저 챔버에 제품을 장착한후 밀폐하게 되며 소재와 염료의 종류에 따라 공정온도를 설정하게 된다. 이후 히터부를 작동시키고 염료장착부와 히터부를 회전시키면 염료장착부의 염료가 기화되어 소재의 표면에 침투하게 되며 어느 정도 침투가 일어나게 되면 챔버내부를 냉각시키고 챔버안의 기화된 염료를 배기시킨다. 이후, 제품을 탈착하게 되면 공정이 마무리된다.

10 : 도료 믹싱 설비 11 : 스프레이 설비
12 : 열풍건조설비 13 : UV 열경화 설비
14 : 수처리 시설 15 : 집진 시설
20 : 챔버 21 : 기화용 색상 염료 장착부
22 : 제품 장착부 23 : 히터부
24 : 냉각부 25 : 배기부
26 : 회전부 27 : 콘트롤부

Claims (3)

1. 건식도장을 위한 장치로서
   속이빈 형태이며 밀폐가 가능한 챔버와
   상기 챔버의 내부에서 회전하며 열을 발산하는 원판형의 히터부와;
   상기 히터부의 중심으로부터 상기 챔버의 길이방향으로 연장되는 히터봉과;
   상기 히터봉의 외주에 장착되어 히터봉으로부터 전달되는 열에 의하여 염료를 기화시키는 염료장착부와;
   상기 챔버의 내부에 설치되어 피처리물을 고정하는 제품장착부;
   를 포함하는, 건식도장을 위한 장치
2. 제1항에 있어서, 건식도장이 끝난 후 챔버내에 남아 있는 기화된 염료를 배출하기 위하여 챔버의 하단에 장착되는 배기부를 더 포함하는, 건식도장을 위한 장치
3. 제2항에 있어서, 상기 염료는 섭씨 100도내지 300도로 가열되며 상기 피처리물은 섭씨 섭씨 100도내지 250도로 가열되는 것을 특징으로 하는, 건식도장을 위한 장치
   

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